Цетановое число

Цетановое число — важная характеристика дизельного топлива. Она определяет период задержки воспламенения смеси, т.е. тот промежуток времени, который проходит между впрыском горючего в цилиндр и началом его горения. Чем выше этот показатель, тем меньше задержка, тем более плавно и спокойно воспламеняется и горит смесь.

За единицу измерения этой характеристики принимают числовой показатель цетанового числа, который равен объемной доле высшего парафина С16Н34 с числом 100 в смеси с таким веществом, как α-метилнафталин (цетановое число равно нулю). Чем выше этот показатель у каждого конкретного топлива, тем лучше воспламеняется смесь при сжатии.

Для определения проверяемое дизельное топливо помещают в специальную камеру. При его сжигании фиксируют задержки времени воспламенения и сравнивают эти показатели с характеристиками эталонных составов. Для более высокой степени чистоты эксперимента применяют спектральный анализ, благодаря которому можно установить химический состав горючего и рассчитать его цетановое число по точным справочным значениям элементов.

Стандарт цетанового числа

Согласно строгим нормативам ГОСТ, оптимальная работа двигателя будет обеспечена горючим с цетановым числом не менее 45 для дизельного топлива летних и зимних марок и 40 – для арктических горюче-смазочных материалов. Несмотря то, что не представляет сложностей купить с доставкой дизельное топливо с этим показателем ниже 40, лучше не экономить на горючем и приобретать высококачественные материалы для заправки.

Горючее низкого качества характеризуется длительной задержкой воспламенения. При этом резко возрастает давление в камере сгорания, что увеличивает износ двигателя. При длительном использовании низкоцетанового горючего возможны поломки и выход из строя автомобиля раньше времени.

Премиальные горюче-смазочные материалы содержат больше легковоспламеняющихся фракций. Они более легкие, лучше адаптированы для запуска двигателя в холодных условиях низких температур. Также это горючее отличается отношением водорода к углероду. Оно выше, поэтому при сгорании такое топливо выделяет меньше дыма.

Что дает применение дизельного топлива с высоким цетановым числом?

  • Бесшумный режим работы, быстрый запуск двигателя;
  • Высокие тяговые параметры дизеля;
  • Минимальный износ элементов цилиндро-поршевой группы
  • Максимальное сгорание смеси без признаков перегрева мотора;
  • Низкий уровень дыма.

Приобретая топливо с цетановым числом, соответствующим нормам государственного стандарта, можно не только повысить производительно работы двигателя, но и обеспечить его минимальный износ.

Противники автономных бензиновых и дизельных электростанций отмечают высокий уровень токсичности топлива, на котором они работают. В действительности о вреде выхлопов при работе двигателей внутреннего сгорания, которые присутствуют в электрогенераторах, говорят многие исследователи. Избежать отравления вредными веществами позволит соблюдение правил эксплуатации. Давайте посмотрим, чем так вредно топливо в бензиновых и дизельных электростанциях.

Сам бензин является одним из самых токсичных растворов, используемых человеком. Помимо токсичности опасность заключается в способности проникать в организм человека через дыхательные пути в виде паров, через кожные и слизистые покровы. По мнению экологов, концентрация бензина в воздухе не должна превышать объема 0,3 мг на литр. Более высокое содержание веществ вызывает сильнейшее отравление человеческого организма. Симптомы отравления проявляются в головной боли, чувство першения в ротовой полости и горле, краснота и слезоточивость глаз, раздражение иных слизистых оболочек, головокружение и неадекватное поведение.

Пути отравления происходит различными путями. В случаях нарушения правил эксплуатации бензиновой электростанции приводят к трагическим последствиям. Рассмотрим несколько примеров отравления.

1. Помещение, где расположена бензиновая электростанция, плохо проветривается. Накопление вредных паров происходит постепенно по мере работы двигателя генератора. В таких случаях наиболее опасна концентрация углекислого газа, который в большом количестве выбрасывается воздух при работе двигателя.

2. Через ротовую полость. Нередко при заправке бензиновой электростанции бензин из емкостей переливают при помощи шлангов. Для того, чтобы он стал поступать в топливный бак, достаточно подкачать бензонасосом, который можно приобрести в магазине. Однако в большинстве случаев поступление топлива вызывают путем высасывания небольшого количества топлива ртом. Вот именно тогда бензин может попасть в организм через пищевод и стать причиной серьёзных проблем со здоровьем.

3. Третий вариант связан с правилами транспортировки бензина с АЗС до места расположения бензиновой электростанции. Ни в коем случае нельзя перевозить топливо вместе с пищевыми продуктами. Продукты питания имеют свойства быстро впитывать вредные пары бензина.

Низкое цетановое число

Cтраница 2

Бензиновые фракции также имеют низкие цетановые числа, и добавление их в дизельное топливо всегда заметно снижает цетано-вое число последнего.  

Нафтеновые углеводороды имеют значительно более низкие цетановые числа, чем нормальные алканы.  

Эти показатели ухудшаются при низких цетановых числах.  

Цетановое число ( ЦЧ различных групп углеводородов.| Зависимость задержки воспламенения т от цетанового числа топлива. / — ДВС при степени сжатия с 16, частотой вращения вала 900 мин — и температуре. 0 85 С. 2 — то же при Г0 100 С.  

Таким образом, при низком цетановом числе топлива возникает большая задержка воспламенения, к моменту воспламенения в цилиндр поступает почти вся доза топлива и ТВС образуется почти по всему объему сжатого воздуха. Отчасти по этой причине при низком ЦЧ ухудшается запуск двигателя.  

Поэтому зимнее дизельное топливо имеет более низкие цетановые числа, чем летнее дизельное топливо, хотя по условиям работы ( для облегчения запуска) должно бы быть наоборот.  

Состав отработавших газов в дизельных и карбюраторных двигателях.  

Так, дизельные топлива с низким цетановым числом, чрезмерной вязкостью, высоким содержанием серы и тяжелых фракций вызывают усиленное пригорание колец и образование нагара вследствие плохой воспламеняемости и неполного сгорания. Масло при этом также интенсивнее загрязняется сажей и смолами, что в большинстве случаев ведет к накоплению отложений На фильтрах и внутренних поверхностях двигателя. Поэтому более высокие требования к дизельному маслу обусловлены в первую очередь большой склонностью дизельных топлив к образованию сажи и смол.  

Использование спиртов в дизелях затрудняется из-за низких цетановых чисел, высокой температуры самовоспламенения и плохих смазывающих свойств, ведущих к повышенному износу топливной аппаратуры. Работа дизелей на спиртовых топливах возможна при использовании смеси спиртов и дизельного топлива с повышенным цетановым числом, введении в топливо активирующих присадок, подаче спиртов в испаренном виде, впрыске запального дизельного топлива, переоборудовании дизеля в двигатель с искровым воспламенением. Из перечисленных вариантов наиболее приемлемой для эксплуатации является добавка к спиртам различных присадок.  

Влияние задержки воспламенения на скорость сгорания дизельного топлива.  

Жесткая работа дизеля, обусловленная запаздыванием воспламенения ( низким цетановым числом) топлива, вызывает бы стрый износ, а иногда и разрушение подшипников. Влияние цета-нового числа топлива на нагрузку подшипника видно из следующих данных.  

С) по сравнению с товарными дизельными фракциями имеет более низкое цетановое число и повышенное содержание серы. При крекинге более тяжелого сырья цетановое число легкого газойля несколько выше, что объясняется меньшей глубиной превращения. Цетановые числа с повышением температуры крекинга снижаются.  

Производство дизельных топлив из рисайкла встречает трудности, связанные с низким цетановым числом или дизельным индексом. Цетановое число обозначает процентное содержание цетана в эталонном топливе, состоящем из этого углеводорода и а-метилнафталина и имеющем ту же воспламеняемость, что и испытываемое топливо.  

Влияние цетанового числа топлива на продолжительность пуска двигателя при разных температурах.  

Но зимние сорта топлив, имеющие легкий фракционный состав, имеют сравнительно низкие цетановые числа. Поэтому в последнее время для облегчения запуска двигателей на холоду к топливам добавляют этиловый эфир. Этиловый эфир, обладая высокой упругостью паров температура кипения 36) и низкой температурой замерзания ( — 117), обеспечивает понижение температуры застывания топлива, способствует быстрому образованию рабочей смеси и ее воспламенению в двигателе.  

Дизельное топливо для легковых автомобилей? Еще несколько лет назад это могло вызвать лишь усмешку, а сейчас этим никого не удивишь. Дизельные двигатели постепенно теснят бензиновые, и все больше машин оказываются потребителями дизельного топлива. Вопрос качества топлива для таких двигателей становится все более актуальным. Как определить качественное дизельное топливо и как можно его улучшить?

Цетановое число – что это?

Одно из важнейших качеств дизельного топлива – это его способность к воспламеняемости и самовоспламеняемости, которая выражается цетановым числом. Эта характеристика измеряется временем задержки от поступления топлива в цилиндр двигателя до начала его горения. Чем выше цетановое число топлива, тем короче период воспламенения, и тем легче запускается двигатель, и меньшее время занимает «белое дымление». Кроме того, высокое цетановое число ускоряет работу двигателя и значительно увеличивает его мощность.

Зачем это знать?

Какое же значение имеет цетановое число для определения качества дизельного топлива?

Цетановое число может определить степень его «экологичности». Способность к воспламеняемости топлива напрямую зависит от его углеводородного состава.

Например, парафиновые соединения воспламеняются достаточно легко, а ароматические углеводороды, наоборот, с большой задержкой. Следовательно, чем ниже содержание в топливе «вредных» ароматических углеводородов, тем выше будет цетановое число.

Топливо, цетановое число для которого меньше 40, вынуждает двигатель работать в гораздо более жестком режиме (так называемый «дизельный стук» на холостом ходу), и при этом снижаются показатели работы, подшипники и другие детали гораздо быстрее изнашиваются.

Цетановое число должно отличаться для «зимнего» и «летнего» топлива: зимой это показатель должен быть выше, чем летом. Кроме того, рекомендуется различать топлива для двигателей, установленных на больших судах, – величина цетанового числа до 20, для легковых автомобилей — не меньше 55 и для грузовых автомобилей – около 40.

Как измерить цетановое число?

Метод для измерения цетанового числа, описанный ниже, распространяется на все дизельные топлива и их компоненты. При этом способе показатель численно приравнивается процентному содержанию цетана в его смеси с альфа-метилнафталином в эквиваленте топлива. При расчетах воспламеняемость цетана равна 100 %, а тот же показатель альфа-метилнафталина – 0 %. В ходе испытания измеряется время самовоспламенения топлива и соотносится с тем же временем для топливного эквивалента. Например, если испытуемое топливо в камере сгорания двигателя воспламеняется за такое же время, что и 30 % смесь цетана с альфа-метилнафталином, то такое топливо имеет цетановое число 30.

Российские и европейские стандарты цетанового числа.

Каково же оптимальное значение цетанового числа? Высокий показатель – это необязательно лучший, многие специалисты считают, что предпочтительные значения цетанового числа лежат в пределах от 50 до 60. При большем цетановом числе происходит своеобразное «насыщение» топлива, и дальнейшее повышение этого показателя просто бессмысленно. Диапазон допустимых значений для цетанового числа – от 40 до 55. По российским требованиям (ГОСТ 305 «Топлива дизельные») 45 – это самый низкий допустимый показатель. Европейский стандарт ISO 5156 минимальное значение цетанового числа для дизельного топлива определяет как 48.

Как повысить цетановое число?

Качество дизельного топлива зависит не только от цетанового числа. Много проблем могут принести владельцу машины на дизеле вода и другие примеси в топливе. Но вопрос «Как повысить цетановое число?» остается актуальным. Достаточно выяснить, что на данный момент показатели цетанового числа для большей части топлива, производящегося российскими нефтеперерабатывающими заводами, весьма низкий (в пределах 45-48 единиц).

Для повышения цетанового числа обычные способы очистки дизельного топлива не подходят. Так, фильтрация и сепарация очищают топливо от пыли и воды, но на важный нам показатель воспламеняемости и самовоспламеняемости топлива никак не влияют.

Цетановое число увеличивается с помощью специальных присадок, которые компенсируют его недостающие единицы.

Для повышения цетанового числа горючего Топливный Регион поставляет на российский рынок присадку отечественного производства Difron H 372, успешно прошедшую испытания в лаборатории ВНИИ НП. Этот продукт улучшает воспламеняемость дизельного топлива, обеспечивает быстрый запуск двигателя при низких температурах, способствует более ровной работе двигателя, снижает шумность и дымность выхлопных газов.

Цетановое число: основные понятия и методы определения

Цетановое число – это характеристика, которая показывает, насколько эффективно топливо сгорает в моторе. Чем выше данный показатель, тем меньше износ двигателя, уровень шума, дымность. В соответствии с тех. регламентом Таможенного союза 013/2011 цетановое число должно быть не менее 47. Белорусские производители топлива, как правило, предлагают ДТ с цетановым числом от 48 до 53, то есть продукция сетей заправочных станций соответствует стандартам. Как определяют цетановое число, есть ли специальные приборы и установки?

Методы определения цетанового числа

В течение многих лет цетановое число определяется на сконструированном двигателе. И хоть у метода невысокая воспроизводимость, получение результатов занимает время, цетановое число установка очень громоздкая (может занимать отдельное помещение). Но сейчас этот способ считается основным, с его результатами обязательно сравниваются результаты, полученные новыми методами.

Исследования моторным методом проходят по ГОСТ 3122, в котором используется подход совпадения вспышек. До него использовались и другие способы: запаздывания воспламенения и критическая степень сжатия, совпадение вспышек считается более актуальным. Суть исследований по ГОСТ 3122 – сравнение отобранной пробы топлива с эталонными жидкостями по самовоспламенению при разных уровнях сжатия. Чаще всего в качестве эталонных жидкостей применяют смеси цетана и альфа-метилнафталина.

Приборы для определения цетанового числа

Приборы для цетанового числа, как мы указывали ранее, занимают много места. Немоторные методы позволяют избежать этого и других недостатков, например, они способны сделать эксперименты более дешевыми, тихими, сократить расход эталонных жидкостей и обеспечить повторяемость исследований. Самые известные способы − ASTM 7668-10, ASTM D6890-11, ASTM 7170-11. Есть и установки цетанового числа, которые работают по таким стандартам, IQT, AFIDA, CID, FIT, Цетан, производства ЗАО «БМЦ». В них используется сжатый воздух и азот.

Подытожив, можно сказать, что цетановое число является одним из важнейших показателей качества топлива, а методы его исследования постоянно совершенствуются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *